В то время как в последние годы исследователи открывают одну отличительную сеть коэкспрессии генов за другой, «большинство людей останавливались на этом и вскинули руки вверх», — говорит Скарпино, бывший научный сотрудник Института Санта-Фе в Омидьяре и нынешний профессор Университета Вермонта.Понимание взаимодействий между различными генными сетями, которые эволюционируют для реагирования на различные стрессоры, и понимание естественных вариаций этих реакций может иметь важное сельскохозяйственное применение в сложных условиях.
Это исследование было сосредоточено на небольшом цветущем растении Arabidopsis thaliana, которое, наряду с капустой и брокколи, является частью семейства Brassicaceae — Cruciferae. Авторы определили две уникальные сети экспрессии генов — одна адаптирована к холоду, а другая к засухе.
Эти два ответа различаются стратегически и эволюционным возрастом. Во время засухи дифференцированные ткани корней, стеблей и листьев выполняют особые операции.
Но когда окружающая среда охлаждается, клетки в каждой ткани справляются с этим одинаково, и средства, которые могли бы быть применены в прототипе одноклеточными предками много веков назад.Скарпино и соавторы Дэвид Де Марэ (Гарвардский университет), Рафаэль Герреро (Университет Индианы) и Джесси Ласки (Университет штата Пенсильвания) обнаружили, что гены, которые специально взаимодействовали во время холодного картирования, помещены в центральные, широко связанные в сеть положения в пределах примерно 10 000 генов. сеть.
В отличие от этого, гены, которые взаимодействовали конкретно при засухе, отображались в периферийных кластерах в общей сети.Другими словами, архитектура двух генных сетей, кажется, перекликается с тем, как сами растения ведут себя при этих двух стрессах.
Их отдельные организации также могут объяснить, почему у Arabidopsis thaliana существует более естественная генетическая изменчивость в отношении устойчивости к засухе, чем к холоду.Соавторы сначала планировали и совместно работали над исследованием во время рабочих групп Института Санта-Фе в 2015 и 2016 годах, которые Скарпино организовал, когда он был научным сотрудником Омидьяра.